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创新跨越,联想深腾引领世界高端计算机潮流
  文章来源: 发布时间:2006-01-24 【字号: 小  中  大   

    1月9日,在庄严的人民大会堂举行的国家科技奖励大会上,联想深腾6800超级计算机系统获得2005年度国家科学技术进步二等奖。去年春天,联想深腾1800在这里曾获得过国家科技进步奖。联想深腾是近年来获得国家科技进步奖的唯一高端系列计算机。

    联想深腾系列计算机为什么能再获殊荣呢?

    在国家科技奖励大会一个月前在亚运村国际会议中心举行的“国际计算机创新大会”对这个问题提供了答案。会议特邀国际著名计算机科学家、世界高端计算机500强排名(TOP500)主持者、超级计算机Linpack测试标准发明人、美国橡树岭国家实验室和田纳西大学的董家纳教授做主旨演讲, 他在总结当前世界高端计算机主流趋势时坚定地说:“机群,机群, 机群, 归根结底, 都是机群!”他这个结论有充分的事实根据: 2005年11月世界TOP500中贴有”机群”标签的系统就有362套, 加上没贴”机群”标签但架构相同的系统,共有机群架构计算机系统400多套. 而联想深腾1800和深腾6800正是世界机群潮流的领导者。

    长期以来,在信息领域,中国企业是世界潮流的跟随者。但是,进入21实际以后,世界IT领域风云突变,中国企业成了世界高端计算机潮流的领导者和科技进步的促进者,自然也是中国科技进步的促进者, 联想深腾1800/6800两度获得国家科技进步奖乃是实至名归 。

    联想深腾1800 —世界“机群计算的希望”

    在1999年世界高端计算机500强排行榜(TOP500)中, 机群系统只有区区3套。那时,世界高端计算机的主流是向量计算机、大规模并行计算机和超级服务器。直到本世纪初, 在国际上,机群仍处在大学与科研单位实验室自攥自用(Beowulf)的状态. 非产品形态的机群可靠性易用性较差,攥机者自用可以,他人很难使用。 2002年6月世界TOP500中性能最高的机群是德国海德堡大学自攥的实际速度为每秒8250亿次的机群。世界大公司虽然开始做中小规模机群产品,但对大规模机群产品均持观望态度。2002年初,联想集团战胜IBM公司等一批国内外著名厂商中标国家973计划设备采购项目,当即决定研制世界上规模最大性能最高的机群产品。当年7月, 世界上第一个实际速度超过万亿次(1.027万亿次/秒)的机群系统--联想深腾1800横空出世,一鸣惊人,世界高性能计算界的目光顿时集中到位于中国北京上地信息产业基地的联想集团,许多世界高端计算的权威学者亲自前来考察。考察者中就有世界上最流行的并行编程环境--MPI-ch的发明者美国阿贡实验室著名科学家威廉.科拉普斯先生,他看到的这套机群气势恢宏、工艺规范、稳定可靠、软件丰富、使用方便,系统功能和应用效率不低于价格高数倍的主流高端计算机。这就是他期盼已久的大规模机群产品! 他掩饰不住喜悦的心情在留言簿上写道:“我们看到了机群计算的希望”。科拉普斯先生返回美国后立即找到密切关注机群动向的世界高端计算权威董家纳教授,通报了他在联想机房看到的一切, 使董家纳教授深受鼓舞。2002年9月底,当联想深腾1800总设计师祝明发教授通过国际互联网向董家纳教授申报TOP500排名时,他说我正等着你们的材料呢! 深腾1800申报材料经确认后,  2002年11月,中国人自己研制的计算机第一次登上世界TOP500排行榜,位居第43位! 2003年6月,安装在中科院大气物理所和大庆油田的两套深腾1800悄无声息地分别坐在世界TOP500的第98位上和第299位上。中国人独立开发的机群产品带头改变着世界TOP500的格局。中国人第一次扮演世界科技潮流领导者的角色, 而且是在世界高端计算机领域!

    联想深腾6800—世界机群计算的新高度

    联想深腾1800问世以后, 机群计算迅速成为潮流, 2003年6月世界TOP500中机群已达123套, 其中不少机群速度超过万亿次。但是,这些机群大多数是32位计算, 以科学计算为主, 运算效率处于中等水平, 机群仍被认为是高端计算机中的 “低档货”,难以成为主流。但是,随着2003年11月联想深腾6800的推出,这种状况大为改观。 深腾6800按实际速度上列2003年11月世界TOP500第14位, 其78.5%的整机效率列高端通用计算机的第一位,不但超过了所有32位机群, 而且超过了所有64位机群,更超过了基于RISC芯片的超级服务器。 据2003年11月世界事务处理组织(TPCC)网站公布的排名, 深腾6800组合数据查询能力TPC-H值排在全球第四位,把许多价格高出她十倍甚至数十倍的大型机和超级服务器甩在后面;这个结果同时创造了在Linux平台上Oracle数据查询的世界记录,世界30多个媒体发布了此结果, 引起业界轰动。在典型应用测试方面, 据2004年3月世界气象研究组织(UCAR)网站公布的中尺度气象预报业务模式MM5的测试数据,深腾6800在世界著名超级计算机中列第一位。

    深腾6800这个64位的机群在世界高端计算机的几个重要测试中均名列前茅, 使机群应用从科学计算领域扩展到事务处理和信息服务领域。她的出现使世界高端计算机界眼睛一亮, 机群原来可以做到这样高的水平!机群头上的“低档货”帽子从此被摘掉了,世界机群计算推跃上新的高峰。

    从2002年到2005年,世界机群计算从希望到高端计算的绝对主流,作为这个潮流的领导者和推动者,联想深腾1800和6800功不可灭。

    自主技术创新是领导世界高端计算新潮流的前提

    联想深腾1800和6800领导世界机群计算潮流是以自主技术创新为前提的。联想深腾1800问世以前,人们以通用芯片和标准Linux操作系统构成的结点机,用以太网把它们连上, 再安装一些从网上下载的免费软件,Beowulf 机群就构成了。但是, 要使机群真正成为稳定高效好用的产品, 必须在系统一级软硬件上大力创新。 联想人不仅为深腾1800研制出成套的机群系统软件,而且在系统硬件方面在世界上首次提出“机群基础架构”的概念,彻底划清了正规机群产品和Beowulf机群的界限。深腾1800清晰的结构、整洁的布局,反十字上走线技术、独特的通风散方法,特别是平滑上下电技术和深腾慧眼监控技术, 代表着机群产品化技术的最高水平。上文提到的德国海德堡大学Beowulf机群总设计师Wittum教授考察深腾1800后说,这才是真正的机群产品。

    如果说联想深腾1800在自主技术创新方面是小试牛刀,那么,深腾6800在技术创新方面则下了极大的工夫。以计算机界元老张效祥、国家最高科技奖获得者金怡濂、著名软件专家杨芙清等7位院士和我国高性能计算领域权威专家组成的鉴定委员会认为:“联想深腾6800在整机系统均衡设计和优化、机群平台上事务处理系统设计和优化、机群系统软件以及网格环境若干支撑技术等方面有重要创新,在LINPACK效率和组合数据查询方面达到了当前高端机群系统产品的国际领先水平。”

    基于深腾6800的创新技术,联想集团申请了42项发明专利。 其中, 深腾6800系统均衡设计和优化技术曾获得2004年国家信息技术重大发明成果奖。这项技术突破了长期困扰高端计算机特别是机群的三大瓶颈: 效率瓶颈, 国际领先的LINPACK效率和实际应用效率使得人们对于计算机的峰值速度和LINPACK速度的争论由此告一段落; 输入/输出(I/O) 瓶颈, 深腾6800的并行I/O和并行文件系统使I/O性能达到空前的高度; 功能瓶颈, 科学计算和商务计算对计算机有不同的要求, 很难在高性能价格比的基础上达到完美的统一。基于强大的I/O能力,科技人员在深腾6800中优化设计处一套商务计算的最优结构和领先业界的组合查询技术,使得她在大规模科学工程计算、商务计算和网络信息服务方面性能均衡, 大大拓宽了应用领域,她在中科院计算机网络信息中心身兼二任:国家网格主结点超级计算机(科学计算)和国家科学数据网格主服务器(信息服务), 这在世界超级计算机中是不多见的。

    联想深腾6800超额完成国家网格主结点建设任务

    联想深腾6800自2004年5月在位于中科院计算机网络信息中心的国家网格主结点正式对外服务以来, 7 X 24小时不间断运行,结点机使用率最高达到96%,平均达到87%, 远远高于国内外同类计算机50-60%的平均使用率。截止到2005年10底,在物理、化学、计算数学、生物信息学、电子学、计算流体力学、地震预测、气候模式计算、石油勘探、空间技术、科学数据库等众多领域,深腾6800开展了149个国家和省部级重点课题计算, 产生了巨大的社会经济效益。国家地震局尹祥础课题组利用深腾6800成功地预测了2005年10月8日的巴基斯坦大地震和广东阳江、九江等一批国内地震,预测准确率近90%。中科院大气物理所LASG实验室王斌课题组运用自主开发的新型气候模式在深腾6800上率先完成《政府间气候变化委员会第四次评估报告》,为世界气候研究做出了重要贡献。中科院空间科学与应用研究中心王赤课题组在深腾6800上开展的灾害性空间天气数值预报模式的开发与应用研究工作,为首个由中国提出的空间探测国际合作计划“双星计划”和进一步研究行星际扰动如何影响地球空间打下良好的基础。深腾6800已成为我国进行突发性自然灾害预测预报的强大平台。

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